La sonda fou llançada des de cap Canaveral el 3 d’agost de 2004. El seu vol fou programat per a utilitzar el camp gravitatori terrestre i el de Venus per a adquirir la velocitat necessària per a arribar a Mercuri. La trajectòria incloïa tres aproximacions successives al planeta, la primera de les quals tingué lloc al gener del 2008, la segona a l’octubre d’aquest any i la darrera al setembre de 2009. Posteriorment, el 18 de març de 2011 entrà en l’òrbita de Mercuri.
El seu instrumental inclou un altímetre làser i dues càmeres per a fer un mapa de la superfície del planeta; un espectròmetre per a l’estudi de la composició de la superfície i l’atmosfera; un espectròmetre de neutrons i raigs γ per a investigar els minerals radioactius presents en la superfície, i diversos instruments per a l’estudi de la interacció entre Mercuri i el Sol.